物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室方案建議書

1、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)與實(shí)施方案上海企想信息技術(shù)有限公司物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室方案建議書上海有限公司二O一一年三月 機(jī)密文件 目錄1概述11.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景介紹11.2物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)意義21.3建設(shè)目標(biāo)和特色42實(shí)訓(xùn)室總體設(shè)計(jì)62.1設(shè)計(jì)思想62.2區(qū)域規(guī)劃73產(chǎn)品介紹133.1Zigbee模塊包133.2Gprs模塊163.3藍(lán)牙模塊183.4Wifi模塊193.5RFID模塊203.6操作臺234實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)274.1Zigbee274.2GPRS294.3藍(lán)牙304.4Wifi314.5RFID324.6綜合演示335項(xiàng)目實(shí)施385.1項(xiàng)目階段385.2項(xiàng)目實(shí)施過程385.3提供師資培訓(xùn)與手冊385

2、.4技術(shù)服務(wù)396涉及專業(yè)和課程設(shè)計(jì)406.1物聯(lián)網(wǎng)涉及專業(yè)406.2物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室課程體系407公司簡介44 機(jī)密文件 第 II頁 1 概述1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景介紹物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計(jì)算技術(shù)對信息進(jìn)行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將引發(fā)新一輪信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域未來競爭的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動力。物聯(lián)網(wǎng)概念是龐大和豐富的，其中涵蓋了大量

3、現(xiàn)有的專業(yè)門類和技術(shù)體系，而在其系統(tǒng)集成和應(yīng)用端，可以說物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將能夠應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、環(huán)保、軍事、交通、家居等幾乎所有的領(lǐng)域。隨著信息采集與智能計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，大規(guī)模發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的時機(jī)日趨成熟，歐美等發(fā)達(dá)國家將物聯(lián)網(wǎng)作為未來發(fā)展的重要領(lǐng)域。美國將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)列為在經(jīng)濟(jì)繁榮和國防安全兩方面至關(guān)重要的技術(shù)，以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為核心的“智慧地球”計(jì)劃得到了奧巴馬政府的積極回應(yīng)和支持；歐盟2009年6月制定并公布了涵蓋標(biāo)準(zhǔn)化、研究項(xiàng)目、試點(diǎn)工程、管理機(jī)制和國際對話在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域十四點(diǎn)行動計(jì)劃。2009 年8月7日，國務(wù)院總理溫家寶視察中科院無錫高新微納傳

4、感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時發(fā)表重要講話：提出了“在激烈的國際競爭中，迅速建立中國的傳感信息中心或感知中國中心”的重要指示；2009年11月3日讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展的講話中，溫家寶總理再次提出“要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后IP 時代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的發(fā)動機(jī)”。2010年兩會期間，物聯(lián)網(wǎng)再次成為熱議話題。隨著感知中國戰(zhàn)略的啟動及逐步展開，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨巨大機(jī)遇。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還屬于一個新興技術(shù)，正在快速發(fā)展。學(xué)習(xí)與掌握物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)理論，發(fā)展方向及其行業(yè)應(yīng)用是目前高等教育的核心目標(biāo)。2010年最新的教育部通知已將物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)作為戰(zhàn)

5、略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的重點(diǎn)，開始鼓勵各高校申報(bào)相關(guān)專業(yè)?？梢灶A(yù)見，在不久的將來，無線傳感網(wǎng)絡(luò)將給我們的生活帶來革命性的變化。物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品(商品)能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動識別等各種傳感技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。目前業(yè)界對物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個完全統(tǒng)一的概念，但普遍認(rèn)可的概念是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器、環(huán)境傳感器、圖像感知器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)

6、議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。 物聯(lián)網(wǎng)三層框架感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，識別物體、采集信息。感知層包括條碼掃描、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS、各種傳感器、終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等，主要是識別物體，采集信息與控制。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞，就像大腦的信息傳遞和處理。網(wǎng)絡(luò)層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等。網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲取的信息進(jìn)行傳遞和處理，類似于人體結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)中樞和大腦。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會分工”，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化。應(yīng)用層

7、是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)智能化。中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該堅(jiān)持“典型應(yīng)用是導(dǎo)向、智慧處理是重點(diǎn)”的方針，物聯(lián)網(wǎng)本身當(dāng)前不可能呈現(xiàn)為一個整體形式而是以局部和行業(yè)的應(yīng)用為當(dāng)前的主要發(fā)展特征，物聯(lián)網(wǎng)的未來是對獲取的海量并冗余信息的智能處理，智慧應(yīng)用是關(guān)鍵。抓住以上兩個要點(diǎn)，才能從當(dāng)前階段和未來階段把握中國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展機(jī)會。1.2 建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室意義1.2.1 教學(xué)意義物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù)，培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析與科技開發(fā)及研究方面的高等工程技術(shù)人才?？梢耘囵B(yǎng)學(xué)生合理的知識結(jié)構(gòu)、具備扎實(shí)的電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)高頻和

8、微波技術(shù)，有線和無線網(wǎng)絡(luò)通信理論、信息處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論，掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層，傳輸層與應(yīng)用層關(guān)鍵設(shè)計(jì)等專門知識和技能，并且具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。目前，物聯(lián)網(wǎng)教育體系將物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)分為“傳感采集控制”、“通信網(wǎng)絡(luò)”、“系統(tǒng)應(yīng)用”三個專業(yè)方向。此分類基于對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的層次化理解，物聯(lián)網(wǎng)作為一個宏大的產(chǎn)業(yè)，并不是一個簡單的領(lǐng)域，其最終應(yīng)用應(yīng)為一個復(fù)雜的鏈條網(wǎng)，下層是與物理世界聯(lián)系的紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集方式，中間層將數(shù)據(jù)以各種接入方式進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)等各種通訊網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)自由迅速的流動，而在應(yīng)用端高層是各行各業(yè)的專家和用戶智能的對數(shù)據(jù)進(jìn)

9、行遠(yuǎn)程、智慧的使用?；诖死斫狻皞鞲胁杉刂啤薄ⅰ巴ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)”、“傳感采集控制”專業(yè)方向主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)有的和未來可能發(fā)展的各種傳感數(shù)據(jù)采集方式以及傳感數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳感及控制設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)，學(xué)生完成試驗(yàn)課程后能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)、開發(fā)、使用、維護(hù)不同的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、數(shù)控設(shè)備等?！巴ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)”專業(yè)方向主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握數(shù)據(jù)和設(shè)備的通信、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)接入等方面的內(nèi)容，學(xué)生完成試驗(yàn)課程后能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)、開發(fā)、使用、維護(hù)在各類通信系統(tǒng)中組織傳感和控制信號的應(yīng)用設(shè)備等。“系統(tǒng)應(yīng)用”專業(yè)方向主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同應(yīng)用領(lǐng)域的上層應(yīng)用設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)使用

10、等能力，學(xué)生完成試驗(yàn)課程后能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)、開發(fā)、使用、維護(hù)全面的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)等。通過基礎(chǔ)課程教學(xué)結(jié)合實(shí)訓(xùn)室的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生充分動手，接觸各種無線有線通訊技術(shù)和實(shí)際訓(xùn)練，并且使用無線單片機(jī)設(shè)計(jì)微功耗無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，各種網(wǎng)絡(luò)路由器，無線有線網(wǎng)關(guān)；最終達(dá)到能夠獨(dú)立使用無線單片機(jī)，構(gòu)架設(shè)計(jì)各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。通過教學(xué)和實(shí)踐的結(jié)合，感知體驗(yàn)與動手開發(fā)的結(jié)合、方案設(shè)想與實(shí)際驗(yàn)證的結(jié)合，提高學(xué)生的動手能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而整體上提高教學(xué)質(zhì)量水平。1.2.2 科研水平提高的意義物聯(lián)網(wǎng)把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理；是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移

11、動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域。早在1999年，在美國召開的移動計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出，“傳感網(wǎng)是下一個世紀(jì)人類面臨的又一個發(fā)展機(jī)遇”；2003 年，美國技術(shù)評論提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首；2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS），國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報(bào)告指出：無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進(jìn)行信息交換。射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。國家中長

12、期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）和“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)中均將傳感網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組組長、上海微系統(tǒng)所副所長劉海濤表示，我國的技術(shù)研發(fā)水平已處于世界前列。中科院早在10年前就啟動了傳感網(wǎng)研究，先后投入數(shù)億元，目前，中國與德國、美國、英國、韓國等國一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主要國家之一。目前，我國傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已形成初步框架，向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)提案被采納。8月7日，溫家寶總理在無錫考察中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時曾表示，至少三件事情可以盡快去做，一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來；二是在國家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感

13、網(wǎng)發(fā)展；三是盡快建立中國的傳感信心中心，或者叫“感知中國”。并指出，要早一點(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破傳感網(wǎng)核心技術(shù)，要依靠科技和人才，占領(lǐng)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展制高點(diǎn)，保證我國具有可持續(xù)發(fā)展的能力和可持續(xù)的競爭力。從“物聯(lián)網(wǎng)”的應(yīng)用來看，我們認(rèn)為有三個層次：一是傳感網(wǎng)絡(luò)，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實(shí)現(xiàn)“物”的識別。二是傳輸網(wǎng)絡(luò)，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)或未來的NGN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計(jì)算。三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，即輸入輸出控制終端，可基于現(xiàn)有的手機(jī)、PC等終端進(jìn)行。由此可以看到，“物聯(lián)網(wǎng)”的關(guān)鍵在于射頻標(biāo)簽（RFID）、傳感器、嵌入式軟件及傳輸數(shù)據(jù)計(jì)算等領(lǐng)域。通過理論研究和物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的實(shí)

14、驗(yàn)水平來進(jìn)一步提高學(xué)校在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的科研水平。1.2.3 提高學(xué)生的競爭力“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為下一個世紀(jì)人類面臨的又一發(fā)展機(jī)遇，傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)：傳感器技術(shù)、智能嵌入式技術(shù)、射頻識別技術(shù)等將得到更加廣泛的應(yīng)用。根據(jù)預(yù)測，到2035年前后，我國的傳感網(wǎng)絡(luò)終端將達(dá)到數(shù)億個；到2050年，傳感器將在生活中無處不在。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，未來5-10年內(nèi)，擁有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)學(xué)歷或受過專業(yè)培訓(xùn)的人才將成為人力市場上最受青睞的技術(shù)人才。通過教學(xué)和實(shí)踐的結(jié)合，感知體驗(yàn)與動手開發(fā)的結(jié)合、方案設(shè)想與實(shí)際驗(yàn)證的結(jié)合，提高學(xué)生的動手能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提升學(xué)生在相關(guān)行業(yè)的競爭力，培

15、養(yǎng)基本功扎實(shí)、專業(yè)知識精通的專業(yè)技術(shù)人才，以滿足日益蓬勃發(fā)展的行業(yè)人才需求。1.3 建設(shè)目標(biāo)和特色1.3.1 主要建設(shè)目標(biāo)l 建設(shè)一個完整的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室中心，可進(jìn)行各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線射頻等教學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠模擬典型物流、農(nóng)業(yè)和智能家居等實(shí)際應(yīng)用，同時也可以作為其他相關(guān)多個學(xué)科的實(shí)訓(xùn)基地。l 建設(shè)一個教學(xué)研的統(tǒng)一實(shí)訓(xùn)平臺，集教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新、演示和研發(fā)功能于一體，圍繞物聯(lián)網(wǎng)主題,同時兼顧當(dāng)前流行技術(shù)的發(fā)展趨勢，注重各種技術(shù)之間的融合與靈活應(yīng)用，既可滿足日常教學(xué)要求。同時注重項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)及創(chuàng)新試驗(yàn)，各設(shè)備之間可以靈活組合。學(xué)生可以基于各種模塊，按照自身的獨(dú)特設(shè)計(jì)及應(yīng)用，融合各種技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)新試驗(yàn)。1

16、.3.2 我們的特色l 多學(xué)科：支持多種學(xué)科實(shí)驗(yàn)。l 可擴(kuò)展：系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)留傳感器和執(zhí)行器件接口，可以任意外接其它器件。基于接口,學(xué)生可以擴(kuò)展創(chuàng)新硬件和軟件創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)"學(xué)習(xí)" + "創(chuàng)新" + "科研" 的綜合應(yīng)用。l 先進(jìn)性：采用先進(jìn)的RFID中間件技術(shù)，符合實(shí)際應(yīng)用要求。直觀性和真實(shí)性。l 多平臺：可提供多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺的組網(wǎng)。l 模塊化：采用模塊化的設(shè)計(jì)模式，可以根據(jù)實(shí)際需求選配各種模塊組建實(shí)訓(xùn)環(huán)境。l 靈活性：可基于各種獨(dú)立的模塊，融合各種技術(shù)，靈活應(yīng)用。l 易操作：采用一體化的操作臺，集成監(jiān)控屏幕、傳感器、執(zhí)行器件、跳線、開關(guān)

17、、監(jiān)控儀表、串口插槽等；并采用可視化的監(jiān)控軟件，界面友好，操作簡便。l 先進(jìn)性：緊扣物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)新技術(shù)及發(fā)展方向。l 真正的“透明”教學(xué)，通過直觀和形象的應(yīng)用場景，使學(xué)生可以直接體會傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景；開放產(chǎn)品設(shè)計(jì)的軟硬件資源，同時配套詳細(xì)的教學(xué)試驗(yàn)文檔，讓學(xué)生以工程開發(fā)形式學(xué)習(xí)原理知識，融會貫通各個學(xué)科的知識，達(dá)到真正的學(xué)以致用。2 實(shí)訓(xùn)室總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)思想物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)思想：以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，兼顧當(dāng)前流行技術(shù)的發(fā)展趨勢，注重各種技術(shù)之間的融合與靈活應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)聯(lián)系工程項(xiàng)目，既可滿足日常教學(xué)要求，同時注重創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及項(xiàng)目實(shí)踐，能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)技術(shù)真正融會貫通到實(shí)際應(yīng)用中。

18、建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室，將本著培養(yǎng)學(xué)生合理的知識結(jié)構(gòu)、具備扎實(shí)的電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)高頻和微波技術(shù)，有線和無線網(wǎng)絡(luò)通信理論、信息處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論，掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層、傳輸層與應(yīng)用層關(guān)鍵設(shè)計(jì)等專門知識和技能，并且具備在本領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室集教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新、演示和研發(fā)功能于一體，作為整個學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)的中心，亦可作為多個學(xué)科的實(shí)訓(xùn)基地。具有如下特色：（1）滿足基本的教學(xué)要求，提供多種物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，以及多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺的組網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室將提供多種技術(shù)，我們以物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)來劃分，例如，傳感器技術(shù)、RF

19、ID標(biāo)簽與讀寫器技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技術(shù)、典型的Zigbee技術(shù)，RFID中間件技術(shù)，WiFi技術(shù)、GPRS技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等，以及各種技術(shù)間的綜合應(yīng)用。（）采用模塊化的設(shè)計(jì)模式，可根據(jù)實(shí)際需求選配各種模塊組建實(shí)訓(xùn)環(huán)境。我們采用模塊化的設(shè)計(jì)，提供多種模塊化的配套產(chǎn)品，包含典型傳感器（例如，溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器、紅外傳感器等）的節(jié)點(diǎn)，例如，Zigbee節(jié)點(diǎn)傳感器、Zigbee定位節(jié)點(diǎn)模塊、WiFi傳感器節(jié)點(diǎn)、GPRS傳感器節(jié)點(diǎn)，藍(lán)牙傳感器節(jié)點(diǎn)，以及包含無線通信模塊的RFID讀寫器等。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室采用模塊化的配套產(chǎn)品，每個模塊都是整個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的一環(huán)，可進(jìn)行單獨(dú)模塊的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)

20、。（）可擴(kuò)展性與靈活性各模塊化的產(chǎn)品提供可融合的開放接口，各模塊設(shè)備間可靈活組合，可根據(jù)獨(dú)特的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，融合各種技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)與實(shí)驗(yàn)，以及綜合性的應(yīng)用。同時，系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)留傳感器和執(zhí)行器件接口，可以任意外接其它器件。（）易操作性，方便教學(xué)與實(shí)驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室采用一體化的操作平臺，即采用工作臺+模塊化設(shè)備的方式，為教師教學(xué)以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供方便的操作環(huán)境，而且提供集成監(jiān)控屏幕、各種傳感器、執(zhí)行器件、跳線、開關(guān)、監(jiān)控儀表、串口插槽等，對操作臺上的所有元器件，均提供便利的插口，便于操作。采用可視化的監(jiān)控軟件，界面友好，操作簡便。（）提供模擬物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用演示和相關(guān)產(chǎn)品展示除了基本的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)外，還將在物

21、聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室中提供一個模擬物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用展示和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品展示。模擬應(yīng)用演示能夠直觀展示各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使學(xué)生直觀、直接體會傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，不只是每一個點(diǎn)，而是可以了解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的整個系統(tǒng)，以激發(fā)學(xué)生興趣。模擬應(yīng)用演示主要有幾個方面：模擬物流應(yīng)用演示，模擬農(nóng)業(yè)環(huán)境中的溫度和濕度監(jiān)控，模擬智能家居應(yīng)用等。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品展示，能夠讓學(xué)生了解典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的相關(guān)產(chǎn)品，從技術(shù)上來看，主要提供的產(chǎn)品有Zigbee、WiFi、Bluetooth、GPRS、RFID等相關(guān)產(chǎn)品。2.2 區(qū)域規(guī)劃區(qū)域規(guī)劃是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)中一個重要的部分，通過區(qū)域規(guī)劃，能將教學(xué)與實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新與應(yīng)用很好地融合在一起，既能方便教師

22、教學(xué)，又要有利于學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，以及學(xué)生間的分組創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，同時又使得學(xué)生能夠了解物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用，以及物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)產(chǎn)品?；谝陨系南敕?，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室要兼顧教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新、應(yīng)用與科研于一體，以及根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)思想，我們擬將實(shí)訓(xùn)室劃分為教師教學(xué)區(qū)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)、應(yīng)用演示區(qū)和產(chǎn)品展示區(qū)。下面是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室平面布局圖：各區(qū)域功能表：區(qū)域區(qū)域功能描述教師教學(xué)區(qū)該區(qū)域供教師進(jìn)行教學(xué)演示使用，每個物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室可以設(shè)定一個教師教學(xué)區(qū)，提供一個大的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)操作臺，面向?qū)W生擺放，以大屏幕投影的方式，清晰地展現(xiàn)教師教學(xué)過程。能夠進(jìn)行的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)演示主要包括：傳感器數(shù)據(jù)采集、Zigbee組網(wǎng)、Zigbe

23、e網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、藍(lán)牙、WiFi、RFID，以及多種技術(shù)的綜合應(yīng)用。學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)該區(qū)域?yàn)閷W(xué)生提供物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺，同時也可以自由組合多個模塊，進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)可安排30個實(shí)驗(yàn)操作臺（或根據(jù)實(shí)訓(xùn)室實(shí)際情況增加或減少實(shí)驗(yàn)操作臺數(shù)量），每個學(xué)生一個操作臺，可完成物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，也可以多個學(xué)生組成小組，完成物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)。主要能夠?qū)崿F(xiàn)的實(shí)驗(yàn)如下：能夠進(jìn)行的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)主要包括：傳感器數(shù)據(jù)采集、Zigbee組網(wǎng)、監(jiān)控Zigbee網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、WiFi、RFID，以及綜合創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用演示區(qū)該區(qū)域提供物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)，以大屏幕交互的方式，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中心數(shù)據(jù)的綜合演示，直觀展示各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使

24、學(xué)生直觀、直接體會傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，不只是每一個點(diǎn)，而是可以了解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的整個系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生興趣。主要提供如下幾個應(yīng)用演示：l 物流實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)l 農(nóng)業(yè)環(huán)境實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)l 智能家居實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)產(chǎn)品展示區(qū)產(chǎn)品展示區(qū)將圍繞“采集、傳輸、處理、應(yīng)用”四大核心領(lǐng)域，展示物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝備、新工藝和新的解決方案，展示物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)、電力、物流、交通、安防、環(huán)保、醫(yī)療、銀行、廣電、家居等領(lǐng)域的全新應(yīng)用，讓學(xué)生了解當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、發(fā)展趨勢，以及相關(guān)產(chǎn)品。2.2.1 教師教學(xué)區(qū)該區(qū)域供教師進(jìn)行教學(xué)演示使用，提供一個物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)操作臺，面向?qū)W生擺放，并以大屏幕投

25、影方式，展現(xiàn)教師教學(xué)演示的整個過程。主要能夠進(jìn)行如下教學(xué)：l ZigBee組網(wǎng)演示教學(xué)l 傳感器數(shù)據(jù)采集教學(xué)l ZigBee傳感網(wǎng)教學(xué)l 以太網(wǎng)監(jiān)控ZigBee網(wǎng)絡(luò)演示教學(xué)l 藍(lán)牙演示教學(xué)l WiFi演示教學(xué)l RFID有源標(biāo)簽讀寫數(shù)據(jù)演示教學(xué)l RFID無源標(biāo)簽讀寫數(shù)據(jù)演示教學(xué)l RFID應(yīng)用演示教學(xué)l 綜合應(yīng)用演示教學(xué)例如，WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ZigBee）采集物理數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)絇C機(jī)，然后通過WiFi或GSM/GPRS和TCP/IP等方法傳送到服務(wù)器，客戶端可以通過各種介質(zhì)（手機(jī)、PC機(jī)）和各種方法（GPRS、Internet）來進(jìn)行訪問。2.2.2 學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)該區(qū)域?yàn)閷W(xué)生提供物聯(lián)

26、網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺，同時也可以自由組合多個模塊，進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。主要能夠?qū)崿F(xiàn)的實(shí)驗(yàn)如下：l Zigbee實(shí)驗(yàn)Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)集成開發(fā)環(huán)境、嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置和參數(shù)讀取實(shí)驗(yàn)Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)基于Zigbee的WSN路由實(shí)驗(yàn)Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)I/O實(shí)驗(yàn)：采集溫度、濕度、光敏等傳感器數(shù)據(jù)，控制LED、電機(jī)、蜂鳴器、智能開關(guān)l WiFi實(shí)驗(yàn)超低功耗WiFi集成開發(fā)環(huán)境、嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)超低功耗WiFi節(jié)點(diǎn)參數(shù)配置實(shí)驗(yàn)超低功耗WiFi網(wǎng)絡(luò)I/O實(shí)驗(yàn)：采集溫度、濕度、光敏等傳感器數(shù)據(jù)超低功耗WiFi網(wǎng)絡(luò)I/O實(shí)驗(yàn)：控制LED、電機(jī)、蜂鳴器、智能開關(guān)超低功耗W

27、iFi無線傳感網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)l 藍(lán)牙實(shí)驗(yàn)藍(lán)牙通信網(wǎng)絡(luò)集成開發(fā)環(huán)境、嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)參數(shù)配置實(shí)驗(yàn)藍(lán)牙I/O實(shí)驗(yàn)：采集溫度、濕度、光敏等傳感器數(shù)據(jù)藍(lán)牙I/O實(shí)驗(yàn)：控制LED、電機(jī)、蜂鳴器、智能開關(guān)藍(lán)牙通信綜合實(shí)驗(yàn)l GPRS實(shí)驗(yàn)GPRS通信網(wǎng)絡(luò)集成開發(fā)環(huán)境、嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)GPRS節(jié)點(diǎn)參數(shù)配置實(shí)驗(yàn)GPRS通信網(wǎng)絡(luò)I/O：采集溫度、濕度、光敏等傳感器數(shù)據(jù)GPRS通信網(wǎng)絡(luò)I/O：控制LED、電機(jī)、蜂鳴器、智能開關(guān)GPRS通信網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)l RFID實(shí)驗(yàn)有源/無源RFID寫卡實(shí)驗(yàn)無源RFID讀卡實(shí)驗(yàn)有源RFID讀卡實(shí)驗(yàn)有源RFID標(biāo)簽網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)基于RFID中間件通訊實(shí)驗(yàn)RFID應(yīng)用演示實(shí)驗(yàn)2.2.

28、3 應(yīng)用演示區(qū)該區(qū)域提供物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)，以大屏幕交互的方式，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中心數(shù)據(jù)的綜合演示，直觀展示各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使學(xué)生直觀、直接體會傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，不只是每一個點(diǎn)，主要可以了解應(yīng)用的整個系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生興趣。主要提供如下幾個應(yīng)用演示：l 物流實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)該應(yīng)用演示系統(tǒng)模擬了物聯(lián)網(wǎng)在物流中的實(shí)際應(yīng)用，具體如下：在物流系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)貨品的登記、貨品出庫管理、貨品在運(yùn)輸過程中的定位，以及貨品卸載登記管理等，l 農(nóng)業(yè)環(huán)境實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)該應(yīng)用演示系統(tǒng)模擬了物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)環(huán)境中的實(shí)際應(yīng)用，具體如下：在農(nóng)業(yè)環(huán)境中，放入各類傳感器，通過其采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。基于802

29、.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)作，通過無線的形式將信息發(fā)送到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)信息傳送到網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器，通過相關(guān)后臺軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，為用戶提供數(shù)據(jù)查詢，決策指導(dǎo)等。l 智能家居實(shí)際應(yīng)用演示系統(tǒng)該應(yīng)用演示系統(tǒng)模擬了物聯(lián)網(wǎng)在家居中的應(yīng)用，如下：智能家居，以樣板間的形式呈現(xiàn)未來家居的物聯(lián)網(wǎng)交互方式，傳感網(wǎng)控制單元內(nèi)嵌到各個家居設(shè)備實(shí)物中，實(shí)現(xiàn)智能控制。模擬實(shí)際的家居環(huán)境及控制對象：對家電（電視機(jī)、冰箱、彩電、空調(diào)、燈光等）的控制，安防監(jiān)控，智能調(diào)節(jié)，警報(bào)，以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等，構(gòu)建一個智能智慧的家居環(huán)境。2.2.4 產(chǎn)品展示區(qū)產(chǎn)品展示區(qū)將圍繞“采集、傳輸、處理、應(yīng)用”四大核心領(lǐng)域

30、，展示物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝備、新工藝和新的解決方案，展示物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品，讓學(xué)生了解當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、發(fā)展趨勢，以及相關(guān)產(chǎn)品。相關(guān)產(chǎn)品如下：l RFID產(chǎn)品RFID標(biāo)簽芯片：低頻RFID標(biāo)簽芯片、高頻RFID標(biāo)簽芯片、超高頻RFID標(biāo)簽芯片、其它芯片RFID標(biāo)簽：低頻RFID標(biāo)簽、高頻RFID標(biāo)簽、超高頻RFID標(biāo)簽、雙頻電子標(biāo)簽、其它標(biāo)簽RFID讀寫器芯片：低頻RFID讀寫器芯片、高頻RFID讀寫器芯片、超高頻RFID讀寫器芯片、有源RFID讀寫器芯片、其它讀寫器芯片RFID模塊與讀寫器產(chǎn)品：低頻RFID讀寫器、高頻RFID讀寫器、超高頻RFID讀寫器、雙頻標(biāo)簽

31、讀寫器、RFID讀寫器、天線、其它RFID手持終端：手持終端（不帶操作系統(tǒng)）、手持終端（帶操作系統(tǒng)）有源RFID產(chǎn)品與系統(tǒng)：433MHz有源RFID系統(tǒng)、2.45GHz有源RFID系統(tǒng)、5.8GHz有源RFID系統(tǒng)、標(biāo)簽電池、其它RFID測試儀器：信號發(fā)生器、矢量分析儀、綜合測試儀器、其它l 傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品傳感器芯片傳感器模塊：濕度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器、紅外傳感器ZigBee產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳輸模塊WiFi通信模塊藍(lán)牙通信模塊GPRS通信模塊3 產(chǎn)品介紹3.1 Zigbee模塊包Zigbee模塊包包括協(xié)調(diào)器、定位參考節(jié)點(diǎn)、和定位及傳感器節(jié)點(diǎn)和相關(guān)軟件包等產(chǎn)品，具體如下：3.1.1

32、 協(xié)調(diào)器產(chǎn)品型號：CH-Z-CC2430-R01產(chǎn)品規(guī)格：l CPU主頻率32MHZl 工作溫度：+5-+50；l 濕度：90%l 貯存溫度：-20+70；濕度：95%l 采用透明塑料外殼包裝l SMA天線：2.4GHZl 片內(nèi)FLASH：128K產(chǎn)品功能l 包括CC2430/1射頻底板和支持底板。l 射頻頂板采用TI公司支持ZigBee2006協(xié)議棧的射頻芯片CC2430以及帶硬件定位引擎的CC2431作為收發(fā)處理核心，引出全部IO管腳，利用2.4G的SMA天線進(jìn)行通信，IO接口排針能與開發(fā)的相應(yīng)底板連接構(gòu)成完整系統(tǒng)。l 采用完全的嵌入式系統(tǒng)l 提供數(shù)據(jù)訪問接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)。l

33、協(xié)調(diào)器能夠建立網(wǎng)絡(luò)，并且對加入的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理和訪問，對整個無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)。3.1.2 定位參考節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品型號：CH-Z-2431-N01產(chǎn)品規(guī)格：同協(xié)調(diào)器產(chǎn)品功能l 定位參考節(jié)點(diǎn)包括CC2430/1射頻底板和支持底板。l 定位參考節(jié)點(diǎn)底板CC2430/1的復(fù)位系統(tǒng)、JTAG在線仿真下載接口電路、電池盒供電系統(tǒng)、IO引腳排針等。l 底板上的資源通過IO排針直接與該接口相連即連接到芯片的具體的IO管腳，可以使用不同的射頻頂板達(dá)到不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，底板還包括CC2430/1芯片的復(fù)位電路，復(fù)位按鍵能夠?qū)π酒某绦蜻M(jìn)行復(fù)位方便調(diào)試和程序運(yùn)行。l 定位參考節(jié)點(diǎn)支持底板的供電主要由2節(jié)5號電池提供，這便于學(xué)

34、習(xí)實(shí)驗(yàn)時參考節(jié)點(diǎn)的布置，可以很方便的貼在墻壁之上或者安置于其他地方。l 底板上的JTAG仿真接口為開發(fā)系統(tǒng)的CC2430/1芯片提供系統(tǒng)開發(fā)的仿真器連接接口，方便用戶對ZIgBee協(xié)議棧等程序進(jìn)行燒寫和在線仿真。3.1.3 傳感控制節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品型號：CH-Z-CC2431-N02產(chǎn)品規(guī)格：同協(xié)調(diào)器產(chǎn)品功能l 傳感器節(jié)點(diǎn)包括CC2430/1射頻底板和支持底板。l 傳感器節(jié)點(diǎn)支持底板包括眾多資源完整的3電源供電系統(tǒng)（電池盒、外接電源、仿真器供電）、與ZigBee2006協(xié)議棧無縫連接的按鍵系統(tǒng)、LED流水燈、溫度傳感器電路、溫濕度傳感器電路、高性能串口通信電路、蜂鳴器控制電路、繼電器控制直流電機(jī)電路、

35、光敏傳感器電路以及IO排針等等。l 電源：采用穩(wěn)壓芯片11173.3，能夠?yàn)檎麄€底板提供3.3V的電源，設(shè)計(jì)電源指示LED，當(dāng)芯片正常工作，底板電源為3.3V時紅LED點(diǎn)亮。l 串口電路芯片主要采用SP3223EEA，該芯片封裝較小，節(jié)約PCB資源，性能穩(wěn)定可靠，能夠與TI官方的定位圖形監(jiān)控軟件Z-LOACTION實(shí)現(xiàn)無縫連接通信，串口接口電路采用標(biāo)準(zhǔn)的9針接口，連接線非常容易獲得。l 按鍵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循了ZigBee2006協(xié)議棧對按鍵選擇的要求，必須滿足協(xié)議棧里面定義的各種方向按鍵與選擇取消按鍵。l SHT10溫濕度傳感器通過串行接口與單片機(jī)連接，兩線雙向的連接方式做過優(yōu)化處理與標(biāo)準(zhǔn)I2C

36、不兼容，供電為2.4V到5.5V，底板上提供的供電電源為3.3V，剛好能滿足要求。l 光敏傳感器對光線敏感，不同的光線照射對應(yīng)的光敏傳感器的電阻也不一樣，根據(jù)不同電阻在圖中分壓的不同，可以通過AD來采集電壓，根據(jù)采集的電壓換算成光線的強(qiáng)度。l 溫度傳感器DS18B20采用獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。工作電源為35V/DC，剛好在底板上的電源范圍之內(nèi)。l 控制系統(tǒng)：采用繼電器對電機(jī)和蜂鳴器等進(jìn)行控制3.1.4 設(shè)置與監(jiān)控軟件無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置與監(jiān)控軟件（V1.2）是專門為ZIGBEE無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

37、上位機(jī)可視化監(jiān)控軟件。主要功能如下：l 監(jiān)視并管理傳感器網(wǎng)絡(luò)，可發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)，生成并查看網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。l 圖形形式傳感器數(shù)據(jù)。顯示各個節(jié)點(diǎn)溫度、濕度、光強(qiáng)度等傳感數(shù)據(jù)拓?fù)鋱D。并可對各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制。l 可設(shè)置根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，定義邏輯并發(fā)送節(jié)點(diǎn)控制命令。用戶可模擬實(shí)際應(yīng)用、自行定義邏輯。如溫度超過50，關(guān)閉加熱器。溫度低于20打開加熱器等等。l 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置?？膳渲酶鱾€節(jié)點(diǎn)的連接參數(shù)。l 無線傳感網(wǎng)絡(luò)狀況監(jiān)控，檢測每個節(jié)點(diǎn)的信號強(qiáng)度。3.2 Gprs模塊Gprs模塊包括Gprs傳感器節(jié)點(diǎn)，Gprs監(jiān)控軟件包等3.2.1 GPRS傳感控制節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品型號：CH-G-Q24-N01產(chǎn)品規(guī)格：l 采用

38、WAVECOM四頻模塊Q24l CPU主頻率32MHZl 工作溫度：-20-+55；l 濕度：90%l 貯存溫度：-20+70；濕度：95%l 采用透明塑料外殼包裝l 最大傳輸速率：115Kbpsl 支持FR/EFR/AMR多種語言編碼方式、VDA2C高品質(zhì)語音l 支持TXT、PDU兩種短信模式l 支持內(nèi)嵌TCP/IPl GSM上行速率42.8Kbps，下行速率85.6Kbpsl SIM機(jī)卡分離l 天線接口：900/1800Mhz產(chǎn)品功能：l 包括GPRS通訊頂板和支持電路底板（電源、接口以及傳感器電路）。l 各種I/O接口，可通過串口對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置l 雙路音頻輸入輸出通道l 按鍵系統(tǒng)、LED

39、流水燈、溫度傳感器電路、溫濕度傳感器電路、高性能串口通信電路、蜂鳴器控制電路、繼電器控制直流電機(jī)電路、光敏傳感器電路以及IO排針等等3.2.2 GPRS監(jiān)控軟件通過GPRS監(jiān)控軟件可以對GPRS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置、監(jiān)控節(jié)點(diǎn)傳感數(shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)流量等，具體功能如下：l 節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置l 設(shè)定服務(wù)器IP地址、端口號等l 圖形顯示節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)、包括溫度、濕度、光強(qiáng)度等l 能夠通過發(fā)出指令讀取節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)l 能夠發(fā)出指令控制節(jié)點(diǎn)蜂鳴器、直流電機(jī)等3.3 藍(lán)牙模塊藍(lán)牙模塊包括藍(lán)牙傳感控制節(jié)點(diǎn)以及藍(lán)牙監(jiān)控軟件等3.3.1 藍(lán)牙傳感控制節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品型號：CH-B-BGB203-N01產(chǎn)品規(guī)格：l 采用飛利浦Sip BGB

40、203/204l 工作溫度：-30-+85；l 采用透明塑料外殼包裝l 最大傳輸速率：115Kbpsl 接收靈敏度，-86 dbml 天線端口發(fā)射功率，+5dbml 串口異步通訊：波特率 115 200 bpsl 支持藍(lán)牙規(guī)范版本： 1.2l SRAM：40K Bytes片內(nèi)Flash：268K Bytes產(chǎn)品功能：l 藍(lán)牙從機(jī)節(jié)點(diǎn)，包括藍(lán)牙通訊頂板和支持電路底板（電源、接口以及傳感器電路）。l 可通過串口連接對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置l 包括按鍵系統(tǒng)、LED流水燈、溫度傳感器電路、溫濕度傳感器電路、高性能串口通信電路、蜂鳴器控制電路、繼電器控制直流電機(jī)電路、光敏傳感器電路以及IO排針等等3.3.2 藍(lán)牙

41、監(jiān)控軟件l 讀寫節(jié)點(diǎn)物理地址l 節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置l 圖形顯示節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)、包括溫度、濕度、光強(qiáng)度等l 能夠通過發(fā)出指令讀取節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)l 能夠發(fā)出指令控制節(jié)點(diǎn)蜂鳴器、直流電機(jī)等3.4 Wifi模塊Wifi模塊包括Wifi節(jié)點(diǎn)及Wifi監(jiān)控軟件等3.4.1 Wifi傳感控制節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品型號：CH-W-GS1010-N01產(chǎn)品規(guī)格：l 采用超低功耗 SOC芯片：GainSpan GS1010， l 內(nèi)嵌32位ARM7 處理器，時鐘頻率44MHzl 無線協(xié)議 802.11 b/gl 射頻工作頻率：2.4 2.497GHZl 工作溫度：-40-85l 安全機(jī)制遵循IEEE 802.11i, WPA2-PS

42、K, AES硬件加密產(chǎn)品功能：l 節(jié)點(diǎn)包括wifi通訊頂板和支持電路底板（電源、接口以及傳感器電路）。l 可通過串口連接PC，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置l 包括按鍵系統(tǒng)、LED流水燈、溫度傳感器電路、溫濕度傳感器電路、高性能串口通信電路、蜂鳴器控制電路、繼電器控制直流電機(jī)電路、光敏傳感器電路以及IO排針等等3.4.2 Wifi監(jiān)控軟件l 節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置（波特率，接入點(diǎn)SSID，接入點(diǎn)頻道，MAC地址，服務(wù)器IP地址、端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包大小等）l 偵聽網(wǎng)絡(luò)，生成節(jié)點(diǎn)樹l 讀取節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)（溫度、濕度、光敏、加速度等）l 節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)RSS曲線l 發(fā)送節(jié)點(diǎn)控制指令3.5 RFID模塊RFID模塊包括RFID讀寫

43、器、RFID中間件等產(chǎn)品3.5.1 HF RFID讀寫器產(chǎn)品型號：CH-R-MFRC522-1產(chǎn)品規(guī)格：l 采用Philips MFRC522 原裝芯片l 51系列MCU，時鐘32MHzl 12864液晶屏l 工作溫度：-20-80l 工作頻段：13.56兆赫茲l 工作電壓：DC3Vl 支持協(xié)議：ISO 14443 TypeA和Mifare®通信協(xié)議產(chǎn)品功能：l MF RC522利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協(xié)議。支持14443A兼容應(yīng)答器信號。數(shù)字部分處理ISO14443A幀和錯誤檢測。此外，還支持快速CRYPTO1加密算

44、法，用語驗(yàn)證MIFARE系列產(chǎn)品。MFRC522支持MIFARE系列更高速的非接觸式通信，雙向數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)424kbit/s。l 可通過串口、USB、WIFI連接到PCl 可以讀卡寫卡并傳送到計(jì)算機(jī)l 可通過串口對讀卡器進(jìn)行設(shè)置l 串口、USB接口l 支持MIFARE Classic加密3.5.2 UHF RFID讀寫器（超高頻）產(chǎn)品型號：CH-R- DT900-2產(chǎn)品規(guī)格：l 采用CASIO DT900芯片l 51系列MCU，時鐘32MHzl 工作溫度：-40-85l 工作頻段：840-960MHzl 工作電壓：DC5Vl 支持協(xié)議：EPC GEN2、ISO 18000-6Cl 讀卡距離

45、：50cm70cml 讀卡協(xié)議模式：讀卡器先講，半雙工l 最大輸出功率：27dBm產(chǎn)品功能：l UHF超高頻模塊是超小型化的UHF RFID讀寫器核心部件，里面集成了PLL、發(fā)射、接收、射頻耦合器件以及MCU等部件。用戶只需要在模塊的基礎(chǔ)上提供電源和通信接口即可很方便地通過API函數(shù)庫控制模塊工作。l 可設(shè)置識別到標(biāo)簽或卡后:蜂鳴器響讀卡模塊震動等l 可通過串口、USB、WIFI連接到PCl 可以讀卡寫卡并傳送到計(jì)算機(jī)l 可通過串口對讀卡器進(jìn)行設(shè)置l 串口、USB接口3.5.3 RFID中間件產(chǎn)品型號：CH-R-M01產(chǎn)品規(guī)格：外觀銀色/黑色材質(zhì)鋁合金/不銹鋼CPUIntel® At

46、om /AMDMemory2 GBChipset Chipset Intel® /AMDSystem I/O Outlet System I/O Outlet 3 x RS-232 (COM 1/2/3)1 x VGA1 x Audio (Mic-in/Line-out)1 x PS/2 keyboard/mouse2 x 10/100/1000Mbps Ethernet4 x USB 2.01 x VDC power input connector1 x ATX power switch系統(tǒng)指示燈 1 x 綠燈，1 x 桔燈電源AC 60W /220V工作溫度-10°C

47、+50°C (14°F 122°F) 工作濕度Humidity 10% 90%, non-condensing支持讀寫器類型支持各種主流讀寫器功能說明：RFID中間件CH-R-M01是建立在RFID 各個方面應(yīng)用的一個完整的中間件平臺。與業(yè)界領(lǐng)先的原型制作工具和先進(jìn)的RFID 中間件服務(wù)器相聯(lián)系，RFID中間件CH-R-M01 可以使你對RFID 的設(shè)計(jì)理念變成實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。RFID中間件CH-R-M01 平臺主要是有兩個不同組件組成的：中間服務(wù)器平臺和工具包。作為整個應(yīng)用的部署和開發(fā)核心平臺，RFID中間件CH-R-M01是開發(fā)和部署RFID 應(yīng)用的強(qiáng)大的中

48、間件平臺。RFID中間件CH-R-M01為RFID 與其他傳感器設(shè)備的相互作用的復(fù)雜性提供了便捷，并且提供一個叫Esper（一個復(fù)雜事件處理和事件流處理應(yīng)用的組件）作為它的規(guī)則引擎，該引擎已經(jīng)為RFID 數(shù)據(jù)處理定制。建立一個輕量級，模塊化部署的服務(wù)器平臺叫做Equinox OSGI3，RFID中間件CH-R-M01為你提供了強(qiáng)大的商業(yè)應(yīng)用環(huán)境，促使RFID 硬件和RFID 數(shù)據(jù)處理之間可以相互通信交流。CH-R-M0工具包，作為建立RFID的模擬開發(fā)平臺， CH-R-M01工具包是依據(jù)集成電路設(shè)備旨在CH-R-M01 環(huán)境中塑造和模擬RFID 硬件和RFID 事件。用這個工具包我們可以構(gòu)建一

49、個真實(shí)環(huán)境中擁有相同的閱讀器，標(biāo)簽和事件的一個虛擬的RFID 環(huán)境。CH-R-M01工具包是一個為建立面向RFID 原型的產(chǎn)品套件。該工具包的核心是一個可以模擬RFID 閱讀器到它的通信協(xié)議和標(biāo)簽讀取的仿真引擎。這使得能夠創(chuàng)建場景和模擬RFID 數(shù)據(jù)傳輸，它通常保留了大量實(shí)際中RFID 的應(yīng)用。CH-R-M01工具包是由一個仿真引擎和三個不同的軟件一起組合使用，從而才能幫助執(zhí)行一個完整的RFID 原型產(chǎn)品。CH-R-M01工具包主要包括以下三部分：Emulator（仿真器），Designer（設(shè)計(jì)），Tag Streamer（標(biāo)簽流）。Emulator：Emultor 是CH-R-M01工具包

50、的核心開發(fā)工具。它能夠模擬閱讀器和標(biāo)簽，并且能夠很好的和硬件連接起來，它還集成了一個腳本引擎來給標(biāo)簽和標(biāo)簽的閱讀創(chuàng)建3D場景。Designer：Designer 是一個建立在仿真引擎基礎(chǔ)上自定義演示工具，可以提供豐富的3D 場景供演示。Tag Streamer：Tag streamer 是一個負(fù)載測試工具，允許你生成大量的虛擬閱讀器和標(biāo)簽來測試RFID 系統(tǒng)。支持的業(yè)界大部分廠商的主流rfid讀寫器如果有需要用一些特殊讀寫器可以采用軟件提供的Generic方式讀寫。3.5.4 RFID監(jiān)控軟件（RFID-Tool）l 單片機(jī)進(jìn)行串口通信l 發(fā)送讀寫命令l 接收讀寫結(jié)果l 實(shí)際應(yīng)用模擬3.6 操

51、作臺產(chǎn)品型號：CH-OP-001產(chǎn)品規(guī)格：產(chǎn)品功能：為學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供方便的操作環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對操作空間環(huán)境的改變，包括溫度、濕度、燈光等。對于操作臺上所有的元器件，均提供便利的插口，便于操作。工作臺包括如下設(shè)備或器件：l PC（PCI轉(zhuǎn)串口）：用于安裝上位機(jī)監(jiān)控軟件，學(xué)員可以通過PC機(jī)上安裝的軟件對各種產(chǎn)品進(jìn)行配置、通信和參數(shù)的監(jiān)控、實(shí)際應(yīng)用模擬等l 觸摸屏：安裝于側(cè)面板上，17寸液晶，支持觸摸操作。l 工作指示燈（LED）：用于顯示工作臺上各個部件的工作情況。l LED：控制器件，學(xué)員可以通過跳接線連接到產(chǎn)品模塊上，并通過產(chǎn)品模塊控制LED的開關(guān)l 蜂鳴器：控制器件。l 直流電機(jī)：控制器件。l

52、 智能開關(guān)：智能家居產(chǎn)品，通過設(shè)置產(chǎn)品模塊進(jìn)行控制，用于智能家居演示實(shí)驗(yàn)。l 智能插座：智能家居產(chǎn)品，通過設(shè)置產(chǎn)品模塊進(jìn)行控制，用于智能家居演示實(shí)驗(yàn)。l 加濕器：用于濕度控制實(shí)驗(yàn)l 燈泡：用于光強(qiáng)度控制實(shí)驗(yàn)l 紅外加熱燈泡：用于溫度控制實(shí)驗(yàn)l 濕度傳感器：用于濕度控制實(shí)驗(yàn)l 溫度表：顯示溫控室的溫度l 濕度表：顯示濕度情況l 工具箱：放置調(diào)節(jié)線等工具l 模塊箱：放置產(chǎn)品模塊l 鍵盤l 鼠標(biāo)3.6.1 操作臺面板設(shè)計(jì)3.6.2 底板設(shè)計(jì)底板放置鍵盤、鼠標(biāo)等，并且可以對各種模塊和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行連線操作。底板頂部有電源插口、串口插槽等。3.6.3 溫度控制區(qū)考慮到安全需要，采用固態(tài)繼電器對弱電控制信

53、號以及220V市電之間進(jìn)行隔離。學(xué)生只需操作弱電控制連線部分。強(qiáng)電部分隱藏到控制臺里面。具體電路圖如下：交流電源固態(tài)繼電器加熱器控制信號輸入固態(tài)繼電器簡寫成“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點(diǎn)開關(guān)器件，它利用電子元件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性，可達(dá)到無觸點(diǎn)無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點(diǎn)開關(guān)”。模塊的輸出控制信號連接到SSR，通過光電耦合，可以控制輸出端的通斷，從而控制加熱器的打開和關(guān)閉。3.6.4 濕度控制區(qū)電路圖如下：聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及流電源數(shù)據(jù)繼電器繼電器固3.6.5 光線控制區(qū)電路圖如下：交流電源固態(tài)繼電器可變電阻燈泡控制信號輸入3.6

54、.6 一般控制區(qū)LED1LED2LED3蜂鳴器蜂鳴器直流電機(jī)直流電機(jī)4 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)4.1 Zigbee4.1.1 實(shí)訓(xùn)環(huán)境說明實(shí)訓(xùn)環(huán)境如下圖所示：zigbee實(shí)訓(xùn)環(huán)境l 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件V1.2：通過串口對協(xié)調(diào)器、路由器、節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，并可通過串口讀取節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)。l Zigbee協(xié)調(diào)器（CH-Z-CC2430-R01）：控制管理整個zigbee網(wǎng)絡(luò)。協(xié)調(diào)器可以通過路由器控制節(jié)點(diǎn)，也可以直接連接節(jié)點(diǎn)。Zigbee協(xié)調(diào)器可通過串口連接到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過串口獲取zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)l Zigbee路由器（CH-Z-2431-N01）：連接節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器l Zigbee定位節(jié)點(diǎn)（CH-Z-

55、2431-N01）：進(jìn)行Zigbee定位實(shí)驗(yàn)，路由器和定位節(jié)點(diǎn)的硬件相同，但軟件不同。l Zigbee節(jié)點(diǎn)（CH-Z-CC2431-N02）：采集傳感器數(shù)據(jù)，并通過zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以自帶溫度、濕度、光敏傳感器，并保留傳感器接口，外接傳感器。l Zigbee節(jié)點(diǎn)（CH-Z-CC2431-N02）：通過繼電器控制LED，直流電機(jī)和蜂鳴器等。4.1.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1、 Zigbee基礎(chǔ)控制實(shí)驗(yàn)，包括模塊通道讀取和設(shè)置、PANID讀取和設(shè)置、模塊物理地址讀取和設(shè)置、模塊設(shè)備類型讀取和設(shè)置、其它參數(shù)讀寫和設(shè)置、模塊啟動等實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆漳K通道、PANID、物理地址、設(shè)備類型等參數(shù)的讀寫和設(shè)置方法、掌握模塊啟動方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：zigbee協(xié)調(diào)器、傳感及控制節(jié)點(diǎn)、PC、設(shè)置與監(jiān)控軟件2、 Zigbee組網(wǎng)、通過zigbee網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)zigbee協(xié)調(diào)器、傳感及控制